车身开发技术介绍

车身开发技术介绍第1页，共122页，2023年，2月20日，星期四现代车身开发技术◆现代车身开发设计方法◆人机工程及空气动力学应用◆CAD/CAE技术应用◆新技术应用及发展趋势第2页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---白车身第3页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构

||白车身第4页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---白车身第5页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---白车身第6页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---白车身第7页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---内外饰件第8页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---内外饰件车身结构---内外饰件第9页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---内外饰件第10页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---内外饰件第11页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---附件第12页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---附件第13页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---附件第14页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---附件第15页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---附件第16页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---附件第17页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构---附件第18页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身开发的目标P（全新的产品）Q（提高开发质量）T（缩短整个开发周期）C（降低开发成本）S（满足用户需求）第19页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身开发涉及的领域美学空气动力学人机工程学制造工艺新材料开发计算机图形学拓扑学微分几何学有限元第20页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身开发中的并行工程第21页，共122页，2023年，2月20日，星期四第22页，共122页，2023年，2月20日，星期四QA新车方案及车身边界草案初步车身布置图及工程分析车身总布置设计及工程分析特征截面图内部布置设计总布置设计详图或主模型技术及工程分析样车设计样车试制批量生产的车身线图，零件图设计主模型工装及设备制造小批试制批量生产外型概念图外型效果图风洞试验1/5外模型风洞试验1/1外模型直至确认表面道路试验内概念草图内效果图1/1内模型（概念）内部设计内部确认模型内部设计详图及工程分析工艺及设备设计QQQQQQQQMMMMMMMMMMMB优化及细化车身开发流程第23页，共122页，2023年，2月20日，星期四汽车造型工作的一般流程B设计任务手绘草图评审手绘效果图评审缩比模型A设计任务手绘草图评审手绘效果图评审缩比模型3D测量胶带图1:1模型C

设计任务2D草图评审2D效果图评审3D数模样车试制试验1:1外型数控模型评审校核'发动机底盘内饰电气3D局部测量造型冻结PR样件车身结构设计车身装配校核3D测量量产A:传统方法B:计算机辅助造型设计C:CAX集成第24页，共122页，2023年，2月20日，星期四汽车造型工作的一般流程（传统）注：本流程仅供参考，在实际工作中应根据具体工作适当调整

设计任务创意草图评审效果图评审缩比模型1:1模型测量数模样车评审评审试制量产试验第25页，共122页，2023年，2月20日，星期四早期创意外型草图Peugeot607汽车造型流程实例简要第26页，共122页，2023年，2月20日，星期四早期创意内饰草图Peugeot607汽车造型流程实例简要第27页，共122页，2023年，2月20日，星期四早期创意外型效果图Peugeot607汽车造型流程实例简要第28页，共122页，2023年，2月20日，星期四早期创意内饰效果图Peugeot607汽车造型流程实例简要第29页，共122页，2023年，2月20日，星期四第30页，共122页，2023年，2月20日，星期四第31页，共122页，2023年，2月20日，星期四第32页，共122页，2023年，2月20日，星期四早期创意缩比模型Peugeot607汽车造型流程实例简要第33页，共122页，2023年，2月20日，星期四早期创意胶带图Peugeot607汽车造型流程实例简要第34页，共122页，2023年，2月20日，星期四设计方案1:1模型Peugeot607汽车造型流程实例简要第35页，共122页，2023年，2月20日，星期四最终方案样车外型Peugeot607汽车造型流程实例简要第36页，共122页，2023年，2月20日，星期四分类：按照功用作为造型效果评价实物依据作为人机工程学的实物依据（内饰模型）作为空气动力性实验的实物依据（外型模型）作为生产、制造的实物依据（主模型）模型的功能、类别

模型基础知识第37页，共122页，2023年，2月20日，星期四分类：按照比例一般为1:5; 1：2; 1：1等几种英制国家常用1：4; 1：8等模型的功能、类别

模型基础知识第38页，共122页，2023年，2月20日，星期四模型骨架与模芯模型骨架：铝合金、钢材或木材要有足够的强度和刚度以保证模型的精度并以便于搬运和存放模芯：在骨架外粘泡沫模型骨架与模芯

模型基础知识第39页，共122页，2023年，2月20日，星期四敷泥逐层敷抹厚度均匀注意温差敷泥

1:5模型制作实例?第40页，共122页，2023年，2月20日，星期四样板制作样板

1:5模型制作实例第41页，共122页，2023年，2月20日，星期四样板应用样板

1:5模型制作实例第42页，共122页，2023年，2月20日，星期四侧围敷泥粗刮刮削

1:5模型制作实例第43页，共122页，2023年，2月20日，星期四贴膜浸泡薄膜模型喷水贴膜修饰

1:1模型制作实例（外型）第44页，共122页，2023年，2月20日，星期四敷泥注意尺寸的准确性敷泥及刮削

1:1模型制作实例（内饰）?第45页，共122页，2023年，2月20日，星期四细节制作附件安装完毕

1:1模型制作实例（内饰）第46页，共122页，2023年，2月20日，星期四修饰完成

1:1模型制作实例（内饰）第47页，共122页，2023年，2月20日，星期四人机工程学是一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

第48页，共122页，2023年，2月20日，星期四汽车人机工程学是汽车工程学科中一个重要的分支。随着高速公路的发展、汽车速度的提高，汽车车身设计如何适应人体结构的要求、确保人--机系统的高效和安全、乘坐舒适性等已经成为目前汽车车身设计中的一个突出问题。

在这里，我们主要介绍现代汽车车身设计中人机工程学的应用方法和基本原理。从设计应用角度中点阐述了：H点及其应用，汽车驾驶员人体特征点在车身内的分布规律，驾驶员眼椭圆，作业空间设计，噪声控制等内容。

第49页，共122页，2023年，2月20日，星期四

H点人体模型H点是人体身躯与大腿的连接点，即胯点（HipPoint）。汽车车身设计中常称它为H点。

H点人体模型是一种用来确定汽车车身的实际H点位置的人体模型(图1)。它由背板部、座板部、小腿部及足部等构成。第50页，共122页，2023年，2月20日，星期四内饰的基本空间尺寸室内总长度室内有效长度室内高度前/后座头部空间前/后座膝部空间内饰布置

1:1模型制作实例（内饰）第51页，共122页，2023年，2月20日，星期四人体主要基准点视点/眼椭圆中心H点（跨点）踵点内饰布置

1:1模型制作实例（内饰）第52页，共122页，2023年，2月20日，星期四百分位是人机工程学中常用的一个术语，它表示人体的某项数据对于使用对象中有百分之几的人可适用，这是人机工程学中一条基本的设计原则。因此，目前人体基础数据标准均以百分位的形式公布。这种表达方式已在国际上通用。百分位最简单分为三档，即第5百分位、第50百分位、第95百分位。第53页，共122页，2023年，2月20日，星期四眼椭圆汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材的驾驶员按照自己的意愿将座椅调整到适意位置、并以正常的姿势入座后，他们的眼睛位置在车内坐标系中的统计分布图形,图1。由于图形呈椭圆状，因此称为驾驶员眼椭圆。驾驶员眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科学的视野圆点基准。第54页，共122页，2023年，2月20日，星期四第55页，共122页，2023年，2月20日，星期四眼椭圆在汽车视野设计中的应用风挡玻璃刮扫及除霜部位的确定第56页，共122页，2023年，2月20日，星期四眼椭圆在汽车视野设计中的应用遮阳带位置的确定第57页，共122页，2023年，2月20日，星期四眼椭圆在汽车视野设计中的应用车内后视镜的作图校第58页，共122页，2023年，2月20日，星期四眼椭圆在汽车视野设计中的应用A立柱盲区的求作第59页，共122页，2023年，2月20日，星期四眼椭圆在汽车视野设计中的应用通过车内后视镜观察时的间接视区的求作第60页，共122页，2023年，2月20日，星期四眼椭圆在汽车视野设计中的应用B立柱C立柱的间接盲区求作第61页，共122页，2023年，2月20日，星期四视野及盲区直接视野间接视野盲区内饰布置

1:1模型制作实例（内饰）第62页，共122页，2023年，2月20日，星期四驾驶室仪表板下方的膝部空间设计应以驾驶员的膝部包络线为依据。驾驶员的胃部包络线对决定方向盘与驾驶员座之间的尺寸及座椅安全带结构方案有重要作用。第63页，共122页，2023年，2月20日，星期四汽车驾驶员手伸及界面

驾驶员的手伸及界面是指驾驶员以正常姿势坐在座椅中、身系安全带、右脚支撑与加速踏板踵点上、一手握住方向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。驾驶室内的一切手操作钮键、杆键、开关等的位置均应在驾驶员手伸及界面之内，这是汽车设计的一条重要原则。

第64页，共122页，2023年，2月20日，星期四手操作键、指示器和信号显示装置的合理布置手操作件应布置在1区

1、前照灯（大灯）变光开关

2、转向灯开关、灯光总开关风挡玻璃洗涤器和刮雨器应布置在3区。车速表及里程表、燃油表制动器指示、前照灯远光、转向指示器；、紧急报警器、驻车制动器；、安全带指示器、安全气垫故障与包起；、发动机机油压力、发动机冷却水温度、阻风阀、燃油液面高度、蓄电池充电、自动变速器挡位选择件第65页，共122页，2023年，2月20日，星期四舒适驾驶姿势保证腰曲弧线的正常形状是获得舒适坐姿的关键第一支承位于第5-6胸椎之间，形成肩靠。第二支承设置在第4-5腰椎之间的高度上，形成腰垫。座垫体压分布

坐垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减小，至大腿部位时压力降至最低值。驾驶姿势的舒适角第66页，共122页，2023年，2月20日，星期四汽车座椅的人机工程学要求

(1)贴合感：座椅靠背和座垫的形状要与人体背部、臀部、大腿地面的形状相贴合。

(2)侧向稳定感：汽车转向行驶时乘坐者能受到座椅左右的适当约束，避免人体横向偏斜。侧向稳定感与座椅两侧形状、压力比及压力分布等因素有关。适当选择侧向压力与总压力之比能改善侧向稳定感。

(3)腰椎依托感：腰椎依托感良好的座椅，其乘坐者容易获得舒适坐姿。第3至第5腰椎部的压力与靠背总压力比适当时，依托感有明显改善。

(4)振动弹性感：与振动弹性感相联系的是座椅的静态刚度、共振频率及衰减特性。

(5)座椅与靠背的软硬感：可用392N做负荷时的静态变形特性来反映，不得有陷落的感觉。

(6)除以上要求外，汽车座椅不得有臀部滑动感、腹部压迫感及背部弓形感等。第67页，共122页，2023年，2月20日，星期四第68页，共122页，2023年，2月20日，星期四座椅的调节量关于座椅的调节量，各个国家的差别较大，以下列出的数据可供参考。

（1）高度和水平调节

垂直方向的高度调节量为30-50mm；

前后方向的水平调节量为100-160mm，每级为10-20mm。

（2）大腿与腹部夹角可在90o-115o内调节；

（3）座垫倾角调节范围为5o-10o或更大些；

（4）靠背倾角调节范围在110o-135o之间；

（5）座垫刚度应根据驾驶员体重来调节，以保证固有频率不变第69页，共122页，2023年，2月20日，星期四保证乘员生存空间的技术措施提高驾驶室的强度和刚度

为了减少驾驶室在事故中的变形，保证车内乘员有足够的生存空间，可提高窗框、门框、驾驶室前、后壁顶棚、车门等处的强度和刚度。第70页，共122页，2023年，2月20日，星期四发动机舱的吸能结构第71页，共122页，2023年，2月20日，星期四第72页，共122页，2023年，2月20日，星期四减轻乘员二次碰撞的技术措施安全带

、安全气囊

第73页，共122页，2023年，2月20日，星期四减轻乘员伤害的其它技术措施安全转向柱

为减轻伤害，可在车辆的转向柱上设置缓冲环节吸收冲击能量，减轻对人体造成的伤害。

安全玻璃

风窗玻璃常用钢化玻璃或多层粘合玻璃。这种玻璃破坏后，不会产生尖锐的碎片，不致伤害乘员皮肤，成为安全玻璃。

安全头枕

防止乘员头部后仰过度而受到伤害。

座椅

应有足够的强度，防止发生碰撞事故时因损坏而对乘员造成伤害。

仪表板

表面应采用弹性材料覆盖，以便能在碰撞时产生一定的变形，吸收碰撞能量，从而减轻对人体的伤害。

膝杠

用于保护车辆内前排乘员小腿和膝关节免受碰撞伤害的装置，位于仪表板下方。膝杠由轻质、弹性较好的材料（如各种泡沫及薄金属板等）制造，可以吸收冲击能量。

减少车内凸出物第74页，共122页，2023年，2月20日，星期四第75页，共122页，2023年，2月20日，星期四第76页，共122页，2023年，2月20日，星期四减轻行人伤害的技术措施1、使保险杠及发动机罩具有一定弹性；2、在发动机上部及前风窗玻璃周围布置弹性材料；第77页，共122页，2023年，2月20日，星期四早期保护作用保险杠的作用与演变CHEVROLETMasterSedan,1934保险杠第78页，共122页，2023年，2月20日，星期四发展保护作用装饰作用保险杠的作用与演变FORDSedan,1949保险杠第79页，共122页，2023年，2月20日，星期四发展吸能作用（安全性）保险杠的作用与演变保险杠MERCURYMontego,1974第80页，共122页，2023年，2月20日，星期四现状兼作散热器格栅空气动力学保险杠的作用与演变CHRYSLERSebringCoupe,2000保险杠BUICKBengalConcept(NAIAS2001)JAGUARXKR,1986第81页，共122页，2023年，2月20日，星期四位置与突出量安全性保护作用保险杠造型注意事项保险杠第82页，共122页，2023年，2月20日，星期四其它成本复杂性材料保险杠造型注意事项保险杠第83页，共122页，2023年，2月20日，星期四车辆驾驶室内噪声的发生机理及传播途径第84页，共122页，2023年，2月20日，星期四车辆驾驶室的声学设计隔振设计:驾驶室与车辆机体连接处采用橡胶垫块隔振，在于消除或减弱二次噪声，同时也隔绝固体声的传播。减振设计：为了更有效的抑制驾驶室板壁的振动，可在板壁、顶棚的薄钢板上喷涂或粘贴一层内摩擦阻力大的材料，如沥青、软橡胶或其他高分子涂料配制成的阻尼浆等，以衰减板壁的振动隔声设计：驾驶室的隔声性能主要指隔绝空气声通过板壁向室内穿透的能力，驾驶室的板壁材料多选用隔声效果好的钢板、硬质塑料和玻璃。吸声设计：驾驶室吸声设计的目的，在于消除或降低室内的混响声，驾驶室内采用的吸声材料主要是多孔性吸声材料，第85页，共122页，2023年，2月20日，星期四人机工程学：方便性舒适性愉快性安全性人机关系

第86页，共122页，2023年，2月20日，星期四人机工程学：方便性舒适性愉快性安全性人机关系

第87页，共122页，2023年，2月20日，星期四人机工程学：方便性舒适性愉快性安全性人机关系第88页，共122页，2023年，2月20日，星期四六分力：气动力是

汽车受的来自周围气流的力，它可以分为六个分力。

Fx：气动分力

Mx：侧向阻力

Fy：侧向力

My：俯仰力矩

Fz：升力

Mz：横摆力矩第89页，共122页，2023年，2月20日，星期四空气阻力性：六分力Cd（空气阻力系数）空气动力学第90页，共122页，2023年，2月20日，星期四气动力对汽车性能的影响

车速越高，空阻越大

气动阻力对燃油经济性的影响

气动升力对汽车性能的影响当升力不通过重心时，使汽车产生俯仰力矩。（舒适性下降，操纵稳定性下降）升力引起诱导阻力。（动力性下降，经济性下降）

升力有使车轮抬升的趋势侧向力和横摆力矩的影响

汽车不能直线行驶，驾驶员易疲劳。

汽车易发生侧翻，汽车失控，发生交通事故

第91页，共122页，2023年，2月20日，星期四汽车外表的尘土污染

车头上缘边角（倒圆）发动机罩与风挡玻璃交接处（使风挡玻璃具有较大倾斜度、使风挡玻璃具有横向曲率结构）

尾部（车顶后导圆）轮罩上方（提高轮腔内负压、合理设计轮胎形状，车轮前方加挡板，挡板后形成一定真空度）

第92页，共122页，2023年，2月20日，星期四从空气动力学角度要求的设计横截面小（余地很小）风压中心在重心接近采用楔型造型

尾翘（鸭尾）

尽量降低车身高度

第93页，共122页，2023年，2月20日，星期四空气动力性典型的轿车车身气压分布格栅造型的要素散热器格栅第94页，共122页，2023年，2月20日，星期四空气动力性好的空气动力性格栅造型的要素散热器格栅第95页，共122页，2023年，2月20日，星期四格栅造型的要素空气动力性差的空气动力性散热器格栅第96页，共122页，2023年，2月20日，星期四散热器格栅格栅造型的要素关于空气动力性应注意的问题较小的空气阻力相关部件的空气阻力通风面积发动机内流第97页，共122页，2023年，2月20日，星期四散热器格栅FORDFiesta，1976格栅造型的要素改善格栅空气动力性的方法合适的位置合理的断面形状第98页，共122页，2023年，2月20日，星期四早期主要作用为照明独立于车身之外兼有造型作用前灯的作用及演变前灯Bentley,1939第99页，共122页，2023年，2月20日，星期四位置照明识别前灯造型要素前灯DAIHASTUSaturnSC2,1999第100页，共122页，2023年，2月20日，星期四形状造型品牌特征前灯造型要素前灯MERCEDES-BENZS-Class,1998第101页，共122页，2023年，2月20日，星期四结构形式普通结构形式尾灯造型要素尾灯第102页，共122页，2023年，2月20日，星期四结构形式LED（LowEmittingDiode，发光二极管）尾灯造型要素尾灯PEUGEOTPromethee,2000Paris第103页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身设计中CAD技术的应用常用软件：CATIA(DassaultSystem,CAX)Unigrahics（EDS,CAX）I-Deas（EDS,CAX）CADCEUS(UNISYS,CAX)CADDS(PTC,CAX)ICEM-Surf(PTC)CDRS(PTC)Surfacer（EDS)第104页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构设计Structuraldesignofauto-body研究与开发ResearchandDevelopmentwww.crdc.cc吉林大学轿车车型开发中心CarR&DCenter，JilinUniversity

Tel.:+86-431-5705584Fax.:+86-431-5689284版权所有AllRightsReserved第105页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身结构设计Structuraldesignofauto-body研究与开发ResearchandDevelopmentwww.crdc.cc吉林大学轿车车型开发中心CarR&DCenter，JilinUniversity

Tel.:+86-431-5705584Fax.:+86-431-5689284版权所有AllRightsReserved第106页，共122页，2023年，2月20日，星期四轻型客车车身设计Bodydesignanddevelopmentoflight-bus研究与开发ResearchandDevelopmentwww.crdc.cc吉林大学轿车车型开发中心CarR&DCenter，JilinUniversity

Tel.:+86-431-5705584Fax.:+86-431-5689284版权所有AllRightsReserved第107页，共122页，2023年，2月20日，星期四第108页，共122页，2023年，2月20日，星期四碰撞中的假人动力响应Dummydynamicresponseincollision研究与开发ResearchandDevelopmentwww.crdc.cc吉林大学轿车车型开发中心CarR&DCenter，JilinUniversity

Tel.:+86-431-5705584Fax.:+86-431-5689284版权所有AllRightsReserved第109页，共122页，2023年，2月20日，星期四车身流场仿真Theflowfieldsimulationofauto-body研究与开发ResearchandDevelopmentwww.crdc.cc吉林大学轿车车型开发中心CarR&DCenter，JilinUniversity

Tel.:+86-431-5705584Fax.:+86-431-5689284版权所有AllRightsReserved第110页，共122页，2023年，2月20日，星期四轿车车身有限元AnalysisforBody研究与开发ResearchandDevelopmentwww.crdc.cc吉林大学轿车车型开发中心CarR&DCenter，JilinUniversity

Tel.:+86-431-5705584Fax.:+86-431-5689284版权所有AllRightsReserved第111页，共122页，2023年，2月20日，星期四客车车身结构分析AnalysisforBusBody研究与开发ResearchandDevelopmentwww.crdc.cc吉林大学轿车车型开发中心CarR&DCenter，JilinUniversity

Tel.:+86-431-5705584Fax.:+86-431-5689284版权所有AllRightsReserved第112页，共122页，2023年，2月20日，星期四轿车车身测绘Measuring